Perforación y voladura de rocas (Labores Mineras)

2012

PERFORACION Y VOLADURA DE ROCAS LABOREO DE MINAS Y CÁLCULO Las buenas operaciones de perforación y voladura en las minas son tanto el resultado del «arte» y cierto sentido común, así como la «ciencia». En tal sentido, todo programa exitoso de perforación y voladura deberá implementarse de acuerdo a las condiciones geológicas, de aplicación, ambientales y de seguridad presentes.

LOS ALUMNOS FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS, GEOLOGIA Y METALURGIA 29/02/2012

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS, GEOLOGIA Y METALURGIA METALURGIA 2 PERFORACION Y VOLADURA DE ROCAS

 “A NUESTROS

PADRES QUE SON NUESTRO PUNTO DE APOYO”

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE ANCASH SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS GEOLOGIA Y METALURGIA

Escuela Profesional de Ingeniería De Minas

EXAMEN PARCIAL ALUMNOS:

APARICIO ALVARADO, ZARELA SONIA CACERES MONTAÑA, CARLOS MARTIN DEPAZ REYES, LIZETH MAYOLI HUAYANEY MILLA, MIGUEL PINEDA SANCHEZ, TULIO ANDRE ROSALES SANTAMARIA, MANUEL DOCENTE:

ING. QUIÑONES POMA, JUAN

2012


INTRODUCCION

La perforación y voladura es generalmente la primera, y tal vez la más importante operación minera unitaria en el ciclo total de minado. Los diseños de voladura inadecuado o de funcionamientos defectuoso podrían tener graves consecuencias lo largo del ciclo de minado, empezando en la voladura misma y prosiguiendo a través de las operaciones minera unitaria de carguío, acarreo y chancando. Las buenas operaciones de perforación y voladura en las minas son tanto el resultado del «arte» y cierto sentido común, así como la «ciencia». En tal sentido, todo programa exitoso de perforación y voladura deberá implementarse de acuerdo a las condiciones geológicas, de aplicación, ambientales y de seguridad presentes. Sin embargo, todas las operaciones de perforación y voladura (P&V), tanto en las minas a tajo abierto como subterránea, deberá conducirse de conformidad con practicas operativas seguras, diseñadas para minimizar los impactos ambientales nocivos, así como para garantizar un ambiente un ambiente de trabajo y seguro para los trabajadores de la mina.

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS, GEOLOGIA Y METALURGIA 5 PERFORACION Y VOLADURA DE ROCAS

SUMARIO


MARCO TEORICO 1. ETAPAS DE MINERIA Las etapas para la extracción del mineral, no comienzan por el desarrollo, así que en nuestro caso nos toco tratar sobre este tema, así que partiremos de este punto.

1.1.Desarrollo. Se entiende como desarrollo, a todo el conjunto de labores e permiten, preparar y dividir el yacimiento mineral, para su explotación.

A. Laboreo de minas Se entiende como laboreo de minas, a los huecos de distinta forma que deben ejecutarse para llegar al yacimiento, enlazarlo con la superficie, dividirlo en secciones de forma y tamaño normalizado para arrancar el material de manera ordenada, segura y económica. En otras palabras son todas aquellas técnicas necesarias para la explotación de minerales útiles. Todas las labores realizadas en una mina son llevadas a cabo en forma subterránea o a cielo abierto. Las labores mineras se dividen en:

a. Labores mineras de acceso : -

Pozo: Es una labor de acceso vertical o inclinado, que parte de la superficie y la comunica con el yacimiento. Su objetivo es dar entrada a las labores de preparación y explotación, así como transporte de personal, maquinaria y para la extracción del mineral. La sección del pozo, puede ser circular o rectangular, la primera es la más usada y la mejor para resistir las presiones del terreno.

-

Gal ería: Es toda labor de comunicación en el interior de la mina, la cual puede ser horizontal o un poco inclinada.


-

Socavón: Es una galería de acceso, horizontal o casi horizontal, que se abre en el propio yacimiento mineral desde la superficie.

-

Transversales: Galería que corta el terreno normalmente a la dirección del yacimiento mineral, se divide en; transversal principal, cuando va del pozo al yacimiento y secundario cuando une dos labores del interior.

b. Labores mineras de preparación. -

Chimenea: Son labores verticales, que enlazan dos galerías de explotación o niveles para el paso de la ventilación. Se perforan por lo general de manera ascendente para mejor manejo del material que se genera desprendiendo debido a la excavación.

-

Coladero: Son labores verticales o de mucha inclinación, que se utilizan para el paso de material hasta la estación de almacenamiento, para luego ser izados hasta la superficie en los medios de tran sporte.

-

F rente de Ex plotación: Es el sitio donde se realiza la extracción del mineral, dependiendo si el yacimiento se encuentra localizado en roca dura o en roca blanda, se usará previamente, perforación y voladura o rozadoras, para su extracción a superficie.

c. Labores mineras de explotación. Depende de la dureza de la roca, de la forma y orientación del yacimiento mineral y del tipo de explotación que se utilizará. Por ejemplo el método de explotación por hundimiento, usado en yacimientos de roca blanda, método de explotación por cámaras y pilares, usado en yacimientos de roca dura.

d. Labores mineras auxiliares. -

Ventilación: La ventilación de minas consiste en mantener la atmosfera a una composición, a una temperatura y a un grado de humedad compatible con la seguridad, la salud y el rendimiento del personal. Es preciso para ello:


a) Asegurar la respiración de los obreros. b) Diluir los gases nocivos de la mina, y en particular el grisú. c) Disminuir la temperatura en los niveles más profundos. En base a lo anterior se concluye que la primera condición para asegurar la producción es la ventilación suficiente. -

Transporte: El funcionamiento de una mina, es ante todo, un problema de organización de los transportes, y estos tienen, en efecto, una importancia en: a) El transporte del mineral en los tajos, galerías y pozos. b) El transporte en sentid o contrario del material y a veces del relleno. c) El transporte del personal.

-

Desagüe o Bombeo: Las fallas y las roturas de la explotación minera rompen la continuidad de las capas impermeables y llevan así las aguas al interior de la mina, su recogida se realiza mediante cunetas. Esta agua se conduce a los sumideros o estaciones de bombeo para su extracción al exterior.


1.2.Preparación Se entiende como preparación a la utilización de las labores mineras para la aplicación de los métodos de explotación previamente diseñados.

A. Métodos de explotación subterránea Aunque la elección y control de los métodos de explotación en minería no son responsabilidad del geólogo de minas, es conveniente que éste tenga al menos un cierto conocimiento sobre éstos. En minería subterránea todo se resume en una palabra inglesa " stoping" , que

podríamos

traducir

libremente

como

"hacer

cámaras

subterráneas". La minería subterránea presenta mayores costes de explotación que la de cielo abierto. A esto hay que sumarle las complicaciones asociadas a una menor capacidad de extracción del mineral económico (ver capítulo anterior) y mayores riesgos laborales. Se recurre a la explotación subterránea cuando la sobrecarga de estéril sobre la masa mineralizada es tal que su remoción hace inviable un proyecto minero. Digamos también, que bajo un punto de vista ambiental, la minería subterránea suele crear un impacto menor que una mina a cielo abierto No hay que entender la minería subterránea como algo de un pasado remoto, ya que yacimientos muy importantes en el mundo se explotan hoy en día a través de este procedimiento. Entre éstos podemos resaltar las minas de oro del Witwatersrand (Sudáfrica; las más profundas del mundo), El Teniente (Chile; la mina subterránea más grande del mundo), Olympic Dam (Australia; ver capítulos anteriores), y un ejemplo cercano, Neves Corvo en Portugal. Antes de entrar en los métodos propiamente tales, revisaremos algunos términos básicos en minería subterránea:



Si la explotación se va a realizar a cotas inferiores del terreno base, entonces el acceso a las labores se realizará por un

pozo ( shaft ) o una


rampa (decline spiral , decline). Los pozos cumplen diversas funciones, entre otras permitir el acceso y salida del personal de mina, la ventilación de las labores mediante inyección de aire desde la superficie, y por supuesto, el transporte del material extraído a la superficie. Las rampas por su parte han ido ganando adeptos con gran velocidad en la minería moderna. Estas permiten el acceso directo a la mina de material rodado, lo que facilita las labores de transporte de mineral. 

Dentro de la mina tenemos las

galerías, que pueden ser en dirección

(de la masa mineralizada; drifts) o perpendiculares a ésta, esto es,

transversales (cross-cuts). 

La conexión entre los distintos niveles de una mina se realiza por pozos inclinados ( raise, hacia arriba; winze, hacia abajo), que sirven para el trasvase de mineral y movimiento del personal.



Tendremos

niveles de producción, y por debajo de éstos, de

transporte de mineral. 

Entre los equipos más comunes están los minadores ( miners), las perforadoras tipo Jumbo, los equipos de transporte tipo LHD ( loadhaul-dump: carga-transporte-descarga), etc.

Ver imagen anterior Entre los métodos más comunes de explotación (existen variantes de los mismos) están los siguientes: 1) Cámaras

naturalmente (auto) sostenidas:



Cámaras abiertas (open stoping ).



Hundimiento por subniveles ( sublevel stoping ).





Longhole stoping . Cámaras con soporte de pilares (room and pillar ).

2) Cámaras

artificialmente sostenidas.




Laboreo con almacenamiento de zafras ( shrinkage stoping ). Zafra: escombro de una mina o cantera (del árabe: sajra = piedra).



Laboreo por cámaras con relleno (Cut and Fill ).



Laboreo con entibación (fortificación) cuadrada ( square-set stoping ).

3) Hundimiento (caved stopes).



Hundimiento de bloques (block caving ).



Pisos de hundimiento ( sublevel caving ).

El hundimiento

por subniveles ( sublevel stoping ) es el método indicado

para cuerpos mineralizados con fuerte buzamiento (normalmente filones). El ancho de galería puede o no coincidir con el del cuerpo mineralizado. El disparo (pega) se prepara mediante perforaciones verticales en malla.

Hundimiento por subniveles (sublevel stoping ). La última voladura de roca se realizó en el subnivel superior. La próxima será en el inferior. Note el diagrama radial de disparo. La mejora en los sistemas de perforación permitió alcanzar distancias cada vez mayores (30 o más metros), lo que a su vez posibilitó la


implementación

del

método

longhole

stoping ,

para

cuerpos

mineralizados de gran potencia y fuerte buzamiento. Este método permite generar cámaras de hasta 50 m de altura (más que la altura de la Facultad de Ciencias Geológicas: UCM). A diferencia del método de hundimiento por subniveles, aquí se saca u na tajada completa del cuerpo a la vez. El disparo se realiza perforando desde varios subniveles, en abanico o en

diagrama radial.

L onghole stoping . Note el diagrama de disparo en abanico desde dos galerías. El método de

cámaras y pilares (room and pillar ) se utiliza en cuerpos

horizontales o con poco buzamiento (mantos). Se dejan pilares de roca para sostener el techo de la cámara. Estos pueden disponerse de una manera regular (room and pillar s.s.) o irregular (casual pillars, o room and pillar s.l.).


Método de cámaras y pilares (room and pillar ). En este caso los pilares siguen un espaciado regular. El método de

almacenamiento de zafras ( shrinkage stoping ) se utiliza

en cuerpos con fuerte buzamiento (filones), que presentan un encajante que necesita soporte. A medida que avanza el stoping hacia arriba se va sacando material por debajo.

Almacenamiento de zafras (shri nk age stoping ). A medida que se avanza hacia arriba, se va extrayendo el mineral arrancado por abajo. Por su parte el método de

cámaras con relleno (Cut and Fill ) opera con

un sistema similar al de almacenamiento de zafras, con la diferencia substancial que el relleno no se realiza con el mismo mineral arrancado, sino con materiales que son traídos desde afuera, por ejemplo, limos o arenas. También pueden utilizarse a estos efectos los estériles de la planta de flotación, lo cual tiene innumerables ventajas ambientales. El método de

entibación cuadrada ( square set stoping ) es muy laborioso y hoy en

día prácticamente no se emplea. Es similar al proceso de cámaras con relleno, pero además utiliza un esqueleto (entramado) de cuadros rectangulares.


Cámaras con relleno (Cut and Fil l ). A diferencia del método anterior, el relleno se realiza aquí con materiales traídos desde afuera de la mina. El método de

hundimiento de bloques (block caving ) resulta ideal en

cuerpos irregulares de grandes dimensiones como son los yacimientos tipo pórfido cuprífero. El requisito técnico es que la roca a hundir sea fácilmente

fragmentable.

Existen

tres

niveles

principales:

de

hundimiento, de troceo ( grizzlies) y de transporte.

Hundimiento de bloques (block caving ), diagrama 3D. Cada bloque puede tener dimensiones en el orden de 20 a 50 m de lado en la base y más de 80 en la vertical.


Finalmente, el método de

hundimiento por pisos ( sublevel caving ) es

utilizado cuando la roca no es fácilmente fragmentable. En cierta manera recuerda al método de sublevel stoping con la salvedad de que las paredes son el mismo cuerpo mineralizado, y éstas se hacen colapsar.

Pisos de hundimiento (sublevel caving ), esquema general. 1.3.Explotación

1.4.Labores mineras Las siguientes labores que se trataran, son con respecto a cada etapa tratada anteriormente:

A. Inclinados

B. Rampas Son excavaciones horizontales orientadas en espiral con el propósito de conectar dos niveles o acceder a la mina.

Perforación y Voladura en Piques Los métodos de ejecución de rampas se puede hacer con:


1. Método de Sección Completa: Los métodos de sección completa se utilizan con mucha frecuencia en la excavación de pozos, piques y rampas. En forma similar a lo que sucede en túneles y galerías es necesario crear inicialmente una cara libre. Los tipos de voladura empleados son: con cuele o ranura en “V”, cónico, paralelo y con barreno de expansión. Los cueles en “V” se aplican a los pozos con sección rectangular. El ángulo de inclinación de los taladros debe estar entre 50° y 75° y deben estar en la dirección de las discontinuidades a fin de aprovecharlas en el arranque. El cuele de taladros paralelos trabaja de forma semejante a como lo hacen en las galerías o túneles, presentando ventaja adicional de una mayor sencillez en la perforación.

Maquinaria para la construcción de Piques: 

Jack Leg.- Perforadora con barra de avance que puede ser usada para realizar taladros horizontales e inclinados, se usa mayormente para la construcción de galerías, subniveles, Rampas; utiliza una barra de avance para sostener la perforadora y proporcionar comodidad de manipulación al perforista.

Diseño de malla


C. Piques Los piques son labores verticales o muy inclinadas (de alto manteo) muy utilizadas en las minería subterránea y en obras civiles, que sirven de comunicación entre la mina subterránea y la superficie exterior con la finalidad de subir o bajar al personal, material, equipos y el mineral.

¿Que son los piques? Los piques mineros son labores mineras que se hace normalmente de arriba para abajo, con una inclinación superior a 45°, que sirve como comunicación entre lamina subterránea y la superficie exterior con la finalidad de transportar al personal, material, equipos, el mineral, ventilación, aire comprimido, agua para la perforación, desaguar la mina y todo lo que sea necesario para la construcción de la mina subterránea.

Factores para la elección y construcción de un pique minero: La cantidad mínima de piques que se deben construir en una mina es de dos. Uno que se utiliza para la producción, transporte de personal, entrada de material, equipos y aire, y el otro es para que retorne el aire y como una vía adicional de escape de las personas). Según la importancia del pique se debe escoger su porte, su diámetro, el método de profundización, el recubrimiento de las paredes del pique, la estructura del brocal, los enganches en los niveles, y la maquinaria de extracción.

Consideración del diseño de un pique minero:




Análisis de costos en relación a otros piques. El área debe ser favorable y suficientemente grande para las instalaciones de superficie. La naturaleza del suelo debe ser adecuada para las cimentaciones, realizando para ello estudios de geotecnia conducentes a la clasificación del macizo en el área destinada para el diseño del pique). La mina, debe tener buenas vías de acceso y espacio libre para favorecer el trabajo.

Estructura de un Pique: La estructura de un Pique, puede ser de madera o de acero. En otros casos, si se contara con un nivel inferior, la construcción del pique se puede practicar con un equipo raise borer, para el cual se perfora primero el hueco piloto y luego del nivel inferior se empieza a rimar (ensanchar) con una broca de mayor diámetro y finalmente se completa a la sección diseñada. En todos los casos el terreno debe ser competente y debe ser una zona donde no exista agua de filtración.

Distribución de un pique según el uso: Dependiendo del diseño. Puede tener dos o más compartimentos, los que dependen de la capacidad y de las instalaciones con que cuenta la operación, por lo que cada sección puede ser: - Para la jaula y su contrapeso. - Para los baldes o Skips. - Para tuberías de agua, aire, relleno. - Para cables eléctricos- Para caminos.

Dentro de la estructura del pique el sistema que cumple efectivamente la función de bajar y subir los materiales está formado por cinco elementos con sus respectivos accesorios y son:




Winche o tambora o aparatos de enrollamiento ± Cable- Polea- Jaula y/o balde (Skips)- Torre o Castillo. Elementos del sistema de Izaje en un pique

Formas de un pique: Los piques de mina, por lo general son de forma rectangular y circular, son menos frecuentes y muy raramente los de sección elíptica o curvilínea. Para elegir la forma de la sección transversal, es necesario tener en cuenta lo siguiente:



La calidad del macizo rocoso.



El tiempo de servicio y el destino final del pozo.



El material de fortificación a ser utilizado.

1. Sección Rectangular Es una forma muy empleada sin embargo, ofrece las siguientes desventajas:



Dificultad en la formación de ángulos rectos, particularmente en rocas duras.



Posibilidad de una deformación significativa de la fortificación en caso de rocas débiles e inestables.



Mala distribución de esfuerzos alrededor de la excavación.


Forma Rectangular de la Sección Transversal de un Pique Compartimientos: 1: de ascenso; 2: de escalera; 3: de tuberí as y cables

2. Sección Circular La sección circular garantiza una mayor estabilidad, debido a que la fortificación vaa resistir mejor la presión causada por la roca circundante; ya que ésta, se distribuye más uniformemente. Además los piques de sección circular poseen un menor coeficiente de resistencia aerodinámica.

Forma Circular de la Sección Transversal de un Pique Compartimientos: 1: de ascenso; 2: de escalera; 3: de tuberí as y cables.

Ubicación de los piques según la veta Tipos principales: a) Piques verticales e inclinados (chiflones) Los piques verticales se pueden ubicar respecto a la veta de la siguiente manera:-Al pendiente de la veta mineral-Interceptando la veta mineral-Al yacente de la veta mineral.

b) Pique ubicado al pendiente Ventajas: 

Presente un desarrollo ordenado en la construcción, presentando buenos pilar es de protección.-Se pueden encontrar vetas paralelas al yacimiento mineral Desventajas.



Presenta un costo elevado debido a la explotación en la parte del estéril.



Deslizamiento de masas rocosas al encontrar la veta perdiendo así la estabilidad y el control del terreno.




Se puede perder el yacimiento debido a la una mala acción en la labor

c) Pique Interceptando la veta: Ventajas: 

Se accede fácilmente al yacimiento, generando ganancias al corto plazo.



El costo de desarrollo inicial es menor.



El desarrollo es más armónico en los niveles.

Desventaja: 

Se generan problemas en el terreno por debilitamiento.-Se pierden material útil al hacer pilares de protección en el mineral.-Costos elevados de mantención, (pilares, estabilización de los suelos).

d) Pique al Yacente: Ventajas: 

La extracción se vuelve más fácil porque se aprovecha la gravedad.



Más económico con respecto a los anteriores.

Desventajas. 

Mientras más se avanza en profundidad, mayor será el avance por estéril para poder llegar al yacimiento.


e) Piques inclinados respecto a la veta: por la veta o por el yacente de la veta Inclinado por la veta: Este tipo de pique puede ser uniforme por lo cual puede tener una mayor capacidad de extracción por su forma, pero las irregularidades de la veta (si se desvía en su forma) va a entorpecer el transporte aumentando así los costos de producción y disminuyendo la capacidad de arrastre del mineral. Este tipo de pique por su estructura se debe poner pilares de contención del pique.

o

Inclinado por el yacente: En la formación de los yacimientos la inclinación por lo general tiene manteo variable por lo que no se puede hacer un pique regular por el yacimiento ubicándose al yacente del mineral por el estéril, una de sus ventajas es que no necesita mucha fortificación ya que el material en las cajas de estéril es mucho mejor que el del mineral mismo, pero es más caro ya que se encarece la producción al tener que hacer estocadas de producción.

Perforación y Voladura en Piques Los métodos de ejecución de piques pueden dividirse en tres grupos:

2. Método de Banqueo: Este método es adecuado para pozos de sección rectangular o cuadrado, consiste en perforar en cada avance la mitad del piso. Primero el que se encuentra a una mayor altura, dejando la otra mitad como cara libre o para el bombeo de agua, de ser el caso. El método es en gradines rectos o pequeños bancos, donde la perforación suele ser manual, con martillos neumáticos.

3. Método de Espiral: Consiste en excavar el fondo del pozo en forma de un espiral, cuya altura de paso dependerá del diámetro del pozo y el tipo de terreno a fragmentar. Dentro de cada corte se vuela una sección del espiral con un ángulo lo suficientemente grande, como para que el tiempo que exige realizar un corte completo, coincida con un múltiplo entero del tiempo de trabajo disponible. Los taladros en cada radio se perforan paralelos y con la misma longitud, ya que siempre existirá una cara libre en cada posición descendente.


Ventajas del Mé todo Espiral:-Alto rendimiento y bajo costo.-No se requiere perforistasde gran experiencia.-Son sencillos los esquemas de perforación y voladura.

4. Método de Sección Completa: Los métodos de sección completa se utilizan con mucha frecuencia en la excavación de pozos y piques tanto de sección rectangular como circular. En forma similar a lo que sucede en túneles y galerías es necesario crear inicialmente una cara libre. Los tipos de voladura empleados son: con cuele o ranura en “V”, cónico, paralelo y con barreno de expansión. Los cueles en “V” se aplican a los pozos con sección rectangular. El ángulo de inclinación de los taladros debe estar entre 50° y 75° y deben estar en la dirección de las discontinuidades a fin de aprovecharlas en el arranque. Los cueles cónicos son los más empleados en los pozos y piques circular es debido a que se puede mecanizar la perforación de los taladros y por otro lado el menor consumo de explosivos con respecto al cuele de taladros paralelos. El cuele de taladros paralelos trabaja de forma semejante a como lo hacen en las galerías o túneles, presentando ventaja adicional de una mayor sencillez en la perforación.

Trazo deperforación para un pique de sección rectangular


Diseñ o de la malla de perforación para un pique de sección circular con cuelescónicos a sección completa.

Mé todo de barrenos paralelos

Maquinaria para la construcción de Piques: a) Jack Leg.- Perforadora con barra de avance que puede ser usada para realizar taladros horizontales e inclinados, se usa mayormente para la construcción de galerías, subniveles, Rampas; utiliza una barra de


avance para sostener la perforadora y proporcionar comodidad de manipulación al perforista.

b) Jack Hammer.- Perforadoras usadas para la construcción de piques, realizando la perforación vertical o inclinada hacia abajo; el avance se da mediante el peso propio de la perforadora.

Operaciones antes de la perforación: Ventilación de la labor, para eliminar los gases de la voladura, desatado de rocas (desquinchar), limpieza del material disparado, sostenimiento si es necesario. Revisión del frente, para ver si hay tiros fallados, cortados o quemados, en caso de su existencia, recargar el taladro y disparar, nunca perforar al lado del taladro o en el mismo taladro.

Procedimiento para la perforación: Para iniciar la perforación se debe verificar primero: la cantidad de aceiten en la lubricadora, la cantidad de agua en la botella de agua, que la perforadora esté apagada; previamente se debe sopletear la manguera de aire, para evitar que entre partículas a la perforadora, empalmar las conexiones de agua y aire a la perforadora y a la botella de agua, tener las válvulas de la perforadora cerradas. Contar con los barrenos, saca barrenos, cucharilla, llave, stilson y atacador a la mano.


El perforista como su ayudante utilizarán los equipos adecuados de protección: Guantes, Botas de jebe punta de acero, ropa de agua, protector, lentes de seguridad, lámpara y correa de seguridad.

Técnica de perforación: Posicionar la perforadora para iniciar la perforación. El perforista para iniciar la perforación debe posicionarse a un lado de la perforadora, mientras que el ayudante de perforista debe estar pegado al frente agarrando el barreno para empatar en el punto indicado para la perforación. El perforista una vez que el barreno empató (patero) debe abrir el agua, para evitar la producción del polvo. De cuando en cuando debe sopletear para eliminar el detritus del taladro. La barra de avance, la perforadora, el barreno y el tala dro deben estar alineados en todo momento para evitar desviaciones en la perforación. El juego de barrenos a usar debe ser (patero, Seguidor y pasador) Cuando el barreno se planta no se debe usar la máquina perforadora para extraerlo, porque los accesorios de bronce del interior se malogran por el esfuerzo dando lugar al desgaste de las mismas, por lo que se debe usar el saca barrenos, girando y jalando cada vez.

Trazos de perforación: Es un conjunto de taladros que se perforan en un frente y que tienen una ubicación, dirección, inclinación y profundidad determinadas. Lo cual presenta numerosas alternativas de acuerdo al tipo d e roca, al equipo de perforación, al tamaño de la sección a disparar. El tra zo se hace con el objeto de: • Distribuir los taladros • Determinar el orden de la salida de los taladros • Reducir los gastos de perforación y cantidad de explosivo. • Obtener un buen avance. • Mantener el tamaño o la sección de la labor uniforme.


D. Tajeos Labor minero horizontal que consiste en un

Corte, generalmente

profundo, hecho con un instrumento afilado.

Tajo abierto y socavón Con seguridad hemos oído mencionar más de una vez que una mina es a tajo abierto y que otra es de socavón, pero no hemos tomado conciencia de la implicancia operativa de cada una de estas opciones y sobretodo de la importancia que tiene su determinación dentro del planeamiento de un proyecto minero. Dada la importancia de este aspecto es que en este Informativo Quincenal, buscamos explicar e indicar las características de cada una de ellas.

Tajo Abierto y Socavón ¿Qué son? El tajo abierto y el socavón son dos métodos de minado para la extracción de minerales, y que comúnmente se denominan métodos de explotación. Existen criterios básicos, fundamentalmente técnicos, que permiten elegir el método de explotación de minerales. Entre ellos podemos encontrar: 

Forma, tamaño y posición espacial del cuerpo mineralizado (veta)



Contenido y distribución de las mismas.



Propiedades físicas y químicas del mineral y de las rocas adyacentes.



Factores económicos y facilidad de transporte.




Condiciones de seguridad, de medio ambiente y disposiciones gubernamentales.

Rotura de los tajeos La explotación misma se inicia a partir del subnivel de ataque, pudiendo iniciarse simultáneamente de una disposición similar al método de cámaras y pilares, dejando intercalados y una cámara y un pilar y una vez completado esta disposición se rellenan las cámaras y luego se cortan las restantes y el rellenado se realiza en forma similar. Los tajeos no utilizan sostenimiento provisional excepto cuando se encuentra problemas de lozas defectuosas o dañadas u otras causas, para las que se utiliza sostenimiento con cuadros de madera de 10x10 pies de la siguiente manera. A medida que se avanza con la rotura se va sosteniendo con redondos dejados en el Sill, con puntales de sostenimiento que llevan plantillas en el piso, para que no se hunda el puntal en el terreno suave. Los cortes se van haciendo en retirada, primero se rompe el panel del fondo y se va retrocediendo en forma alternada hasta el echadero. La rotura se puede hacer con maquinas patilladora o pickhammer, en terrenos suaves. En terrenos que necesitan explosivos se perforan con un trazo de acuerdo al tipo de dureza. La sección de tajeos llega hasta 14x14 pies, la longitud no sobrepasa os 150 pies.

Preparación del Sill (Relleno del tajeo). La preparación para el relleno, se inicia cuando se ha terminado de limpiar el mineral de un panel. Redondos colocados en U.C.F


Se nivela el piso el piso, se va tendiendo redondos de 8" de diámetro por 10 pies de longitud, en forma transversal al eje del panel y espaciados a 5 pies de cada redondo, luego se, luego se colocan dos cables en forma longitudinal. Se entabla en forma transversal a los redondos con espaciamiento de 6 pulgadas. También se entablan las paredes laterales. La entrada se cierra, con puntales y se entabla; finalmente con poliyute, para contener el relleno hidroneumático. La cantidad de represas varía de acuerdo a la longitud de la labor y se prepara cada 40 pies. Finalmente se instala una línea de relleno con una tubería de 5" de diámetro que parte desde la bomba de relleno ubicada en cada nivel. El relleno se realiza en dos etapas: 

Se echa la mezcla rica en una proporción de 1:6 (cemento y agregado) hasta la tercera parte de la altura de la labor aproximadamente de aproximadamente 3 pies y.



Apenas fragua este relleno, Se completa con una mezcla pobre de 1:26 de 6 pies de altura aproximadamente que alcanza el techo del tajeo. La construcción de represas escalonadas permiten controlar que el relleno alcance la parte más alta abierta del tajeo.

Luego se empieza a preparar el panel del otro flanco, que ya esta limpiado y así sucesivamente, hasta completar todo el horizonte de explotación del nivel superior, incluido el subnivel de extracción. Este es el Sill, que significa umbral o techo que debe resguardar o soportar todo el block de explotación.


-

Perforación: Es hacer hueco con taladro a la roca para colocar los explosivos

-

La perforación se basa en principios mecánicos de percusión y rotación, cuyos efectos de golpe y fricción trituran la roca.

Partes de un taladro


Accesorios de Perforación -

Barrenos 2’, 4’ 6’ 8’

-

Barretilla

-

Saca barrenos

-

Cucharilla

-

Atacador de madera

-

Llave stilson

-

Aceite

-

Fósforo o chispero

Equipos de perforación Manuales De percusión con aire comprimido, para huecos pequeños (25 a 50 mm de diámetro), para trabajo horizontal o al piso (jack leg ) o para huecos verticales al techo (stoper s).


Mecanizadas De percusión y de roto percusión, montadas en chasis sobre ruedas u orugas. Para huecos hasta 150 mm y 20 m de profundidad. Ejemplo los wagondril l, track drill y jumbos neumáticos o hidráulicos, que emplean barrenos acoplables con brocas intercambiables.

Mecanizadas rotatorias Generalmente de grandes dimensiones para uso en tajos abiertos, montadas sobre camión o sobre orugas con traslación propia, con motor rotatorio independiente y perforación por presión con brocas rotatorias.


Diseño de una malla Los trabajos perforación dependen de un diseño de malla adecuado:

Malla de perforación:

Voladura Segunda operación unitaria, cuyo objetivo es romper la roca de manera eficiente originando una alta concentración de energía que produce dos efectos dinámicos: fragmentación y desplazamiento


Voladura de tajeos

E. Galerías Es una labor minera horizontal, o poco inclinada, en que una de las dimensiones es mucho mayor que las otras dos, se realiza sobre Veta. Es similar a un túnel de carretera o ferrocarril. Las galerías reciben distintos nombres según su función o su posición respecto a la roca a explotar.

La parte superior de una galería se denomina corona, y las paredes hastiales.


Tipo de galería 

Socavones: Son galerías de acceso al yacimiento desde el exterior, situadas en la ladera del monte, en las minas subterráneas situadas por encima de nivel del valle. Recibe este nombre, normalmente, la galería inferior de una mina y está situada cerca de la plaza de la mina.



Transversales: Son galerías principales que cortan a las capas perpendicularmente.



Estériles: Normalmente, en dirección paralela al rumbo de las capas y a muro de las mismas, se avanzan galerías de acompañamiento. Estas galerías, al quedar lejos del área de influencia de los talleres, tienen una conservación y un mantenimiento mucho más fáciles y económicos.



Recortes: Son galerías de pequeña longitud, perpendiculares a las capas, que comunican una estéril con una guía.



De preparación: Guías (o galerías en dirección): Son galerías que siguen el rumbo de las capas, excavándolas en parte o totalmente, dependiendo de las potencias de las mismas. En los yacimientos verticales o inclinados, la guía situada en la parte superior del taller se denomina "de cabeza", y la inferior, "de base".

Diseño de malla


Equipos de perforación


CALCULO DE MOVIMIENTO DE MATERIALES Y CONSUMO DE EXPLOSIVOS Y ACCESORIOS 1. GALERIAS Parámetros Longitud de barrenos = 1.50m Dureza del macizo rocoso = Semidura Nº de taladros por galería = 26 Avance por disparo

=

80%

Avance efectivo por galería = 1.20m

MINERAL

Longitud total (m) 600

Labor

Galerías       

Sección (m2) 5.04

Peso especifico 2.8

Ocurrencia (%) 50

Tonelaje (TM) 4234

Nº de disparos = 600m/1.20m = 500 disparos. Dinamita = 26Tal*5Cart=130Cart*80gr/cart= 10.4Kg/disparo. Fulminante= 26 Taladros, entonces se requiere 26 fulminantes. Mecha lenta= 1.80m*26+3.0m= 49.8metros Cajas de dinamita= 10.4Kg/disp.*500disp.= 5200Kg = 208cajas Cajas de fulminante = 26c/u*500disp.= 13000c/u= 130cajitas Mecha lenta = 50m*500disp.=70850m= 71 rollos.


2. TAJEOS Parámetros Longitud de barrenos = 1.50m Dureza del macizo rocoso = Semidura Nº de taladros por galería = 26 Avance por disparo

=

80%

Avance efectivo por tajeo = 1.50m

MINERAL


Labor

Tajeos

      

Sección (m2) 4

Peso especifico 2.8

Ocurrencia (%) 100

Tonelaje (TM) 1680

Nº de disparos = 150m/1.5m = 100 disparos. Dinamita = 26Tal*5Cart=130Cart*80gr/cart= 10.4Kg/disparo. Fulminante= 26 Taladros, entonces se requiere 26 fulminantes. Mecha lenta= 1.80m*26+3.0m= 49.8metros Cajas de dinamita= 10.4Kg/disp.*100disp.= 5200Kg = 52cajas Cajas de fulminante = 26c/u*100disp.= 3250c/u= 33cajitas Mecha lenta = 50m*100disp.=70850m= 7 rollos.


3. PIQUES Parámetros Longitud de barrenos = 1.50m Dureza del macizo rocoso = Semidura Nº de taladros por galería = 20 Avance por disparo

=

80%

Avance efectivo por pique = 1.20m

LA SECCION ES CUADRADA

DESMONTE Labor

Pique

      


Sección (m2) 9.00

Peso especifico 2.8

Ocurrencia (%) 50

Tonelaje (TM) 5985

Nº de disparos = 475m/1.20m = 396 disparos. Dinamita = 20Tal*5Cart=100Cart*80gr/cart= 8.00Kg/disparo. Fulminante= 20 Taladros, entonces se requiere 20 fulminantes. Mecha lenta= 1.80m*20+3.0m= 39metros Cajas de dinamita= 8.00Kg/disp.*396disp.= 3168Kg = 127cajas Cajas de fulminante = 20c/u*396disp.= 7920c/u= 80cajitas Mecha lenta = 39m*396disp.=15444m= 16 rollos.


4. INCLINADOS Parámetros Longitud de barrenos = 1.50m Dureza del macizo rocoso = Semidura Nº de taladros por galería = 38 Avance por disparo

=

80%

Avance efectivo por pique = 1.20m

DESMONTE Labor

Inclinado

      


Sección (m2) 7.5

Peso especifico 2.8

Ocurrencia (%) 50

Tonelaje (TM) 1575

Nº de disparos = 150m/1.20m = 125 disparos. Dinamita = 38Tal*5Cart=190Cart*80gr/cart= 15.00Kg/disparo. Fulminante= 38 Taladros, entonces se requiere 38 fulminantes. Mecha lenta= 1.80m*38+3.0m= 71.4 metros Cajas de dinamita= 15.00Kg/disp.*125disp.= 1875Kg = 75cajas Cajas de fulminante = 38c/u*125disp.= 4750c/u= 48cajitas Mecha lenta = 71.4m*125disp.=8925m= 9 rollos.


5. RAMPAS Parámetros Longitud de barrenos = 1.50m Dureza del macizo rocoso = Semidura Nº de taladros por galería = 26 Avance por disparo

=

80%

Avance efectivo por rampa = 1.20m

DESMONTE


Labor

Galerías       

Sección (m2) 12

Peso especifico 2.8

Ocurrencia (%) 50

Tonelaje (TM) 40320

Nº de disparos = 600m/1.20m = 10 00 disparos. Dinamita = 26Tal*5Cart=130Cart*80gr/cart= 10.4Kg/disparo. Fulminante= 26 Taladros, entonces se requiere 26 fulminantes. Mecha lenta= 1.80m*26+3.0m= 49.8metros Cajas de dinamita= 10.4Kg/disp.*500disp.= 5200Kg = 208cajas Cajas de fulminante = 26c/u*500disp.= 13000c/u= 130cajitas Mecha lenta = 50m*500disp.=70850m= 71 rollos.

Perforación y voladura de rocas (Labores Mineras)

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